第六節 研究的重要性
本研究主要針對大專公開組羽球選手反手側，側向躍殺動作進行分析探討，
側向躍殺在羽球雙打比賽扮演主動攻擊的重要角色，因此本研究將分析選手在側 向躍殺動作著地時下肢關節角度、力矩在步伐訓練上與實際擊球間的差異，藉此 來觀察羽球步伐訓練是否能有效提供實際擊球動作的應用或找出差異並提出可 行訓練改善方法，研究的結果將可應用在未來羽球選手訓練課程安排上的參考，
以較有效率的訓練方法提升選手移位能力與技術表現，並減少運動傷害的發生，
延長選手的運動生涯。
6 速度（陳劍華、朱性民，2006）。世界羽球總會 (Badminton World Federation ,BWF) 希望藉由修改規則以促進羽球運動的發展（李鶴洲，2006），世界羽球總會曾多
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傷為居多，普遍稱為跳躍膝，其主要原因是因跳躍、衝刺等反覆動作造成膝關節 肌腱過大的負荷，導致膝關節上、下緣的疼痛。
羽球運動中步伐是羽球技術的重要基礎，所以手法與步伐應要有密切的協調，
才能有優越的擊球技術。步伐移位的速度取決於起動與判斷，羽球步伐是掌握擊 球時機、擊球適當位置與擊球穩定性的關鍵要素，現今世界羽球運動正朝著「技 術全面、特長突出、主動攻擊、攻孚均衡、快速制勝」的方面發展，並強調以「主 動、快速、狠、準」為羽球技術之首要（魏協森，1995）。欲達到主動進攻、以 快制勝的目的，其先決條件是必需具備靈活快速的步伐。
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二、身體質心變化情形
過去研究提出羽球殺球時，起跳腳與地面接觸時間為 0.22 秒時能提供身體 最佳的動量與高度提升(Azmin& Wan, 2008)，在探討身體質心變化皆以參與者擊 球前中心最低點到擊球瞬間的變化其動作時間與高度差異，蔡虔祿 1995、1996、
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第四節 文獻總結
總結以上的文獻所提到的，要提高羽球技能就必頇結合手法與步伐，兩者缺 一不可（黃郁琦，2002），在新制的羽球規則中，羽球技術強調『快、狠、準』
的核心技術，快速的移位是所有技術的起始及關鍵之一，羽球運動員常透過反覆 的步伐訓練與多球訓練去增進移位速度及能力，從過去文獻中發現正拍上手，球 會因應速度的變化改變擊球點與身體質心水平距離，在步伐訓練時大多無實際擊 球動作，就步伐訓練無實際擊球的動作型態是否能因應實際擊球的動作就顯得格 外重要，且過去文獻較未對步伐訓練及實際擊球動作進行分析探討。
有鑒於此，步伐訓練與實際擊球動作可能有所差異，因此，本研究希望透過 側向躍殺球動作來進行評估，了解步伐訓練與實際擊球間的差異，並提出可行的 改善方式，提供日後選手訓練及教練訓練課程安排時之參考依據。
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第参章 研究方法
第一節 研究對象
大專公開組男性羽球選手 16 名，且必頇接受 5 年以上羽球專項訓練，右手 持拍選手，過去無下肢開刀紀錄，半年內無下肢肌肉骨骼受傷及頭部受傷，受試 者基本資料如下。
表 3-1 受試者基本資料（Mean ± SD）
年齡 球齡 身高 指極 體重 垂直跳高度 目標物高度
（歲） （年） （公分） （公分） （公斤） （公分） （公分）
21.2 ± 1.9 10.5 ± 2.4 174.3 ± 4.3 220.9 ± 6.5 68.4 ± 6.7 53.1 ± 5.4 272.6 ± 7.3
第二節 實驗時間與地點
實驗時間 :2015/01/10-11; 2014/09/14-15實驗地點 : 國立臺灣師範大學公館校區體育館一樓 (圖 3-1)。
圖 3-1 國立臺灣師範大學公館校區體育館一樓
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第三節 研究工具
本研究所使用的器材與軟體如下：（一）VICON 3D 動作分析系統（8 cameras,MX-T20-S+Oxford Metrics, UK）
紅外線高速攝影機：本實驗透過八台 Vicon 紅外線高速攝影機進行動作捕捉，
截取頻率為 300Hz。
圖 3-2 紅外線高速攝影機
（二）Vicon Nexus1.7.1 套裝分析軟體
利用 Vicon Nexus 1.7.1 版套裝分析軟體進行測力板與高速攝影機同步收集 資料，並建立各反光球名稱。
圖 3-3 Vicon Nexus 1.71 版套裝分析軟體
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（三）
測力板（Kistler 9821，Germany）本實驗使用 Kistler 測力板一塊（60cm*90cm）收集地面反作用力情形，本 研究將探討左右及垂直地面反作用力，並配合紅外線高速攝影機之截取各肢段位 移，以逆動力學計算下肢關節力矩，截取頻率，1500Hz
。
圖 3-4 Kistler 9821 三軸測力板
（四）Visual 3D（C-Motion, Rockville, MD, USA）
利用本軟體計算反光球與測力板資料，以取得運動學與動力學參數，包括關 節角度、下肢關節力矩、身體質心及地面反作用力。
圖 3-5 Visual 3D 動作模擬軟體
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（六）反光球 60 顆：直徑 16 mm 反光球黏貼於參與者表面肌膚上
（七）JVC 數位攝影機
（八）桌上型電腦
（九）攝影機腳架 8 組
（十）比賽級羽球數桶
（十一）羽球拍數支
（十二）訊號燈兩盞
（十三）捲尺、馬丁尺
（十四）透氣膠帶、雙面膠、刮鬍刀
（十五）延長線
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第四節 實驗場地佈置
8 台紅外線高速攝影機架設於球場四周，發球者站立於發球線後方 120 公分，
處發球落點為球場兩側底角 1 平方公尺，受試者起始位置為球場中央 80*80 平方 公分，測力板放置為反手側線前 150 公分處，受試者反手側擊球落點為 B,C 兩區 (圖 3-6)。
圖 3-6 實驗場地佈置圖
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二運動學資料收集：
本實驗利用 8 台 Vicon 紅外線高速攝影機（截取頻率 300Hz），進行三維空 間影像捕捉，參與者共粘貼 51 顆反光球，43 顆反光球定義解剖位置，8 顆肢段 參考點用以追蹤關節位置。
肢段與反光球的粘貼位置如下圖所示：
為了計算各肢段在空間中的位置，本研究使用自建的反光球貼法來粘貼於特 定關節的位置，並於各肢段粘貼追蹤反光球，用於建立身體各肢段，包含頭部、
左右上臂、左右前臂、左右手掌、軀幹、骨盆、左右大腿、左右小腿及左右足。
圖 3-7 反光球粘貼位置：左圖為正面，右圖為背面，圖中大小腿與足部有粘 貼肢段追蹤反光球（tracking marker）
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表 3-2 反光球名稱與其解剖位置
反光球名稱 解剖學位置
FHD 太陽穴兩側
BHD 於頭部後方與 FHD 水平位置
ASIS* 前上髂棘（anterior superior iliac spine）
PSIS* 後上髂棘（posterior superior iliac spine）
C7 第七頸椎位置(7th cervical vertebra) T10 第十胸椎位置(10th thoracic vertebra) CLAV
鎖骨中點(midpoint of clavicle, middle third of clavicle)
STRN 胸骨劍突(xiphoid process of sternum) RBAK 右肩胛骨（right scapula）
SHO* 肩鎖骨(acromio-clavicular joint) UPA* 上臂(upper arm)
ELB* 外上髁（lateral epicondyle of elbow）
mELB* 內上髁（medial epicondyle of elbow）
FRA* 前臂(forearm)
WRB* 外側手腕關節(ulnar-sided wrist) WRA* 內側手腕關節(radial-sided wrist)
FIN*
中指掌指關節(metacarpophalangeal joint of index finger)
TRO* 大轉子(greater trochanter)
THI* 大腿參考點
KNE* 股骨外髁(lateral epicondyle of femur) mKNE* 股骨內髁(medail epicondyle of femur)
TIB* 小腿參考點
ANK* 外髁（lateral malleolus）
mANK* 內髁(medial malleolus)
MP1* 第一蹠趾關節(1st metatarsophalangeal joint) TOE* 第二蹠骨（2nd metatarsal bone）
HLEE* 跟骨（calcaneus）
MP5* 第五蹠趾關節(5th metatarsophalangeal joint) 備註：＊代表左右兩側
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第六節 研究流程
一、研究流程圖
說明實驗目的與流程並填寫同意書與基本資料及抽實驗順序
熱身並測量最大下蹲跳高度設置目標物
粘貼反光球測量肢段參數
實驗動作說明與練習
正式實驗開始
反光球命名及建立肢段
資料截取與統計分析
圖 3-8 研究流程
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二
、實驗步驟(一) 場地佈置、儀器架設與校正，空間座標校正使用 5Mark Wand &
L-Frame 進行動態校正及建立空間座位置（global coordinationsystem）。 (二) 告知受試者實驗流程、目的並抽取實驗順序，確認參與者瞭解後簽
署實驗同意書與填寫基本資料。
(三) 受試者換著緊身束褲後熱身 10 分鐘。
(四) 粘貼反光球並量測各肢段參數。
(五) 說明實驗動作並練習，確定參與者熟悉實驗動作。
(六) 請參與者以解剖姿勢站立於羽球場中場線上，收取靜態時關節角度 作為起始參考角度。
(七) 進行三次下蹲跳動作後依參與者所抽出的實驗順序開始進行側向 躍殺動作的資料收集。
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第七節 資料處理
本研究動運學及動力學資料使用 Nexus 1.7.1 軟體進行個反光求標記後匯出 c3d 檔，利用 Visual 3D（C-Motion, Rockville, MD, USA）建立 3D 人體模型，將 人體分為 15 個肢段，並將各肢段視為均質鋼體，各肢段間是無摩擦的鉸鏈結構。
反光球軌跡以 Butterorth Fourth-Order 濾波公式進行資料修勻，以 10Hz 進行低通 濾波（low-pass filter）去除雜訊，測力板資料以 40Hz 進行低通濾波去除雜訊。
各關節角度參數依照 Carden angle 旋轉順序 XYZ 求得，並透過測力板收集側向
骨盆（Pelvis）以左右 ASIS 與 PSIS 四點定義出；大腿（Thigh）以 TRO、
KNE 及 mKNE 定義出；小腿（Shank）以 KNE、mKNE、ANK 及 mANK 定義 出；足部（Foot）以 ANK、mANK、MP1、MP5、HEEL 及 TOE 定義出。
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大腿以 TRO、mKNE、KNE、ASIS 及 THI 定義而成，計算出髖關節中心為 原點，利用 mKNE 與 KNE 計算出膝關節中心，膝關節中心往原點為 Z 軸，原點 往大轉子（TRO）連線為 X 軸，利用 Z、X 軸外積得到 Y 軸。
（五）小腿座標定義
小腿以 mKNE、KNE、mANK、ANK 及 TIB 定義而成，mKNE、KNE 計算 出膝關節中點，將膝關節終點作為原點往 KNE 連線定義出 X 軸，再以 mANK 與 ANK 計算出踝關節中點往原點方向定義為 Z 軸，再由 Z、X 軸外積得到 Y 軸。
（六）足部座標定義
足部以 mANK、ANK、HEEL、TOE、MP1 及 MP5 定義而成，利用 mANK 與 ANK 計算出踝關節中點作為原點，從原點到 MP1 與 MP5 中點定義出 Y 軸，
原點到 ANK 定義出 X 軸，再由 X、Y 軸外積求得 Z 軸。
二、運動學分析
以 Vicon 紅外線高速攝影機拍攝反光球資料，拍攝頻率為 300 Hz，利用 viconNexus 1.7.1 軟體進行 3D 影像重建及反光球標誌後匯出 c3d 檔，利用 Visual 3D（C-Motion, Rockville, MD, USA）進行 Butterworth 4 階影像濾波公式進行影 像修勻，以 10 Hz 低通濾波去除雜訊，下肢各關節角度依照 Carden angle 旋轉順
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三、動力學分析
使用 Visual 3D（C-Motion, Rockville, MD, USA）軟體分析，測力板所得地 面反作用力資料，以逆動力學方式計算側向躍殺動作落地時下肢髖、膝、踝關節 力矩情形，因體重差異力矩計算時皆以體重對原始資料進行標準化，所得數值以 倍體重表示。
（一）地面反作用力（ground reaction force）
實驗參與者擊球落地後與地面接觸而產生的地面反作用力，其力量大小與作 用力相同方向相反。地面反作用力將探討兩個方向，垂直分力與左右水平分力。
（二）關節力矩（joint moment）
本研究使用 Visual3D(C-Motion, Rockville, MD, USA)軟體計算力矩值，以逆 動力學方式計算力矩，將遠端肢段相對近端旋轉座標，配合地面反作用力求出內 力矩值（internal moment），力矩方向分別為矢狀面（X）、額狀面（Y）、水平面
（Z）。
圖 3-10 下肢關節力矩算計方式
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四、資料分析與特徵點截取方法：
圖 3-11 垂直地面反作用力
圖 3-11 垂直地面反作用力